在 DCDC（直流 - 直流）電源設(shè)計領(lǐng)域，電流紋波率 r 是一個看似簡單卻有著深遠(yuǎn)影響的關(guān)鍵參數(shù)。它如同一只無形的手，對 DCDC 的工作模式、元器件選型、系統(tǒng)效率以及電磁干擾等方面都起著至關(guān)重要的作用。接下來，我們將深入探討電流紋波率 r 的各個方面。
　　電流紋波率 r 的定義

　　電流紋波率通常用字母 r 表示，它是流經(jīng)電感的交流紋波電流的峰峰值與直流平均電流之比。這是一個無量綱的參數(shù)，也就是說它沒有單位，它直觀地反映了電感電流中交流分量相對于直流分量的比例。

　　具體而言，若用 ΔiL 表示電感電流的峰峰值，Idc 表示電感電流平均值，Iac 表示電感電流的峰值，那么電流紋波率 r 的計算公式如下：

　　若已知 Iac，公式還可改寫為：

　　這個比值 r 衡量了電感儲能與釋放能量過程中電流的波動程度。在理想的直流輸出中，我們期望電流是恒定不變的，但由于開關(guān)管的周期性開通和關(guān)斷，電感電流必然會在其平均值上下波動，從而形成紋波。

　　電流紋波率 r 對 DCDC 工作模式的影響
　　電流紋波率 r 的大小直接決定了 DCDC 的工作模式，主要分為以下三種：
　　連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）：在 CCM 模式下，電感電流在整個開關(guān)周期內(nèi)始終大于零。這意味著電感在開關(guān)周期結(jié)束時仍未完全釋放其儲存的能量。這種模式下，電感電流的連續(xù)性較好，適合對輸出電壓紋波要求較高的應(yīng)用場景。
　　斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）：當(dāng)負(fù)載電流進(jìn)一步減小，或者電感值較小時，在一個開關(guān)周期內(nèi)，電感有足夠的時間將其能量完全釋放，并且電流會保持在零一段時間，直到下一個開關(guān)周期到來，這種模式即為斷續(xù)導(dǎo)通模式。在 DCM 模式下，電感電流存在間斷，會導(dǎo)致輸出電壓紋波相對較大。
　　臨界導(dǎo)通模式（BCM）：臨界導(dǎo)通模式是 CCM 和 DCM 之間的邊界狀態(tài)。在此模式下，電感電流在一個開關(guān)周期結(jié)束時恰好下降到零，并在下一個開關(guān)周期開始時立即重新上升。BCM 模式結(jié)合了 CCM 和 DCM 的部分特點，在某些應(yīng)用中可以實現(xiàn)較好的性能平衡。
　　如何選擇合適的電流紋波率 r
　　選擇合適的電流紋波率 r 需要綜合考慮多個因素，不同的 r 值具有不同的優(yōu)缺點：
　　較小的 r 值（如 r < 0.3）：當(dāng) r 值較小時，電感電流峰值和有效值 RMS 較低，這可以有效減小開關(guān)管、二極管和電感的導(dǎo)通損耗，同時輸出電壓紋波也較小。然而，要獲得較小的 r 值，就需要較大的電感值，這會導(dǎo)致電感尺寸增大、成本增加，并且對負(fù)載瞬態(tài)的響應(yīng)速度較慢。
　　較大的 r 值（如 r > 0.5）：如果 r 值較大，可以使用較小的電感，負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度也更快，并且能夠確保在更寬的負(fù)載范圍內(nèi)工作于 CCM。但此時較高的電流峰值會增加元器件的損耗，較大的紋波電流會增加輸出濾波電容的壓力，導(dǎo)致輸出電壓紋波增大，更容易產(chǎn)生 EMI（電磁干擾）問題。